LoRaMesher: Serveis IoT avançats per a xarxes LoRa en malla
febrer 14, 2023
Deep learning per predir l’ocupació de passatgers en el transport públic per carretera
febrer 17, 202316/02/2023
L'enfocament tradicional en el disseny de convertidors electrònics de potència implica una gamma de dispositius semiconductors de potència amb diferents paràmetres, optimitzats per a funcionar sota diferents condicions, per als quals també es requereixen diferents circuits auxiliars i topologies de circuits de potència. Aquesta dispersió comporta importants esforços d'enginyeria, la incapacitat de poder aprofitar al màxim les economies d'escala per a reduir costos i la impossibilitat de concentrar els esforços en la millora de les prestacions dels components i subsistemes.
Al mercat dels vehicles elèctrics (VE), això es tradueix en una manca d'estandardització en el disseny dels sistemes de conversió d'energia per als diferents models i tipus de vehicles. D'aquesta manera, avui dia els fabricants de VE inverteixen milers de milions d'euros en desenvolupar les seves pròpies solucions.
En aquest context, es desenvolupa el projecte SCAPE (per les seves sigles en anglès, Switching-Cell-Array-based Power Electronics conversion for future electric vehicles), en el qual participa el Grup de Recerca en Electrònica de Potència (GREP) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), pretén avançar cap a l'estandardització en el disseny, la reducció dels costos i l'augment de les prestacions dels sistemes electrònics de conversió de potència per a la futura generació de vehicles elèctrics. Es treballarà, doncs, en un disseny i arquitectura innovadors, modulars i escalables, per al subsistema de propulsió amb carregador integrat i altres subsistemes auxiliars de conversió de potència dels VE, incorporant sistemes de control avançats.
La contribució del GREP se centrarà en aportar i adaptar la tecnologia en la qual es basa el projecte (conversió de potència basada en matrius de cel·les de commutació o Switching Cell Arrays). En concret, treballarà en la definició de les arquitectures modulars dels diferents sistemes de conversió del demostrador, incloent-hi l'establiment de les topologies per a l'inversor de tracció i carregador i altres convertidors de potència auxiliars, i la definició del control bàsic i avançat d'aquests sistemes.
Resultats i impacte esperat
Amb el projecte SCAPE es pretenen aconseguir els següents objectius:
- Estandarditzar els dispositius i circuits de potència a través d'un nou enfocament modular i escalable.
- Desenvolupar una arquitectura d'implementació assequible i optimitzada, amb blocs constructius altament compactes i integrats, per a convertidors de potència de VE.
- Desenvolupar estratègies de control i modulació intel·ligents, de diagnòstic en línia i un bessó digital per a facilitar el manteniment predictiu.
- Desenvolupar eines de validació de l'enfocament i compartir els resultats del projecte amb la comunitat d'electrònica de potència, la indústria de components de vehicles elèctrics i empreses i conductors de vehicles de transport de llarga distància.
La consecució d'aquests permetrà reduir el cost de l'electrònica de potència dels VE (fins a un cost de 2,5 €/kW), gràcies a les economies d'escala, millorar les seves prestacions (fiabilitat, eficiència, densitat de potència) i habilitar funcionalitats avançades. Per exemple, s'espera aconseguir una eficiència del 97,5%, una densitat de potència de 100 kW per litre i una vida útil de 16.000 h i 600.000 km.
Així mateix, SCAPE ajudarà a satisfer les necessitats dels usuaris, augmentar l'acceptació i assequibilitat dels vehicles de zero emissions, reduir les emissions de gasos d'efecte d'hivernacle i fer possible la plena penetració del VE en el mercat. D'altra banda, l'adopció d'aquest enfocament per part dels fabricants d'automòbils de la Unió Europea permetrà crear una cadena de producció rendible a la UE basada en economies d'escala i tecnologies d'integració avançades com a avantatge competitiu enfront d'altres fabricants.
Consorci, pressupost i finançament
SCAPE reuneix nou socis europeus, entre els quals es troben a més de la UPC, l’Institut de Recerca de l’Energia de Catalunya (IREC), líder i coordinador del projecte, el Centre Superior de Recerques Científiques (CSIC), la Universitat de Mòdena (UNIMORE), AVL, Tekne, Deep Concept, Bax & Company i ISINNOVA.
El projecte s'emmarca en el programa Horizon Europe 2021-2027, i ha estat finançat per la Unió Europa mitjançant el programa ‘Climate, Energy and Mobility’. SCAPE es va iniciar el juliol de 2022 i finalitzarà el juny de 2026. Està dotat d'un pressupost total de 5.999.750 €.
Sector
Vols saber més?
Projectes Relacionats
- El Centre d'Innovació Tecnològica en Convertidors Estàtics i Accionaments (CITCEA) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) lidera un projecte europeu que redissenya el sistema energètic actual per estabilitzar la xarxa elèctrica davant la penetració de les energies renovables. Les solucions que es plantegen passen per utilitzar els mateixos dispositius que consumeixen l’energia per ajudar a equilibrar la xarxa.
- El Centre de Recerca Motion Control and Industrial Applications (MCIA-UPC) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) participa en el projecte OPTIMA, que té com a objectiu el disseny i desenvolupament d’un sistema fotovoltaic bifacial complet, caracteritzat per la seva alta eficiència i per la seva adaptabilitat per a la instal·lació en cobertes planes d’edificis d’alt consum energètic, com són les d’infraestructures comercials o industrials.
- El grup de recerca Enginyeria del Medi Ambient (ENMA) lidera el projecte WhATTer amb l’objectiu de desenvolupar una solució innovadora i sostenible per al tractament d’aigües residuals tèxtils, mitjançant un sistema d’electròlisi electroquímica/alcalina que permeti produir hidrogen de manera simultània. El projecte es desenvolupa en col·laboració amb els grups de recerca en Tecnologia Tèxtil (TECTEX) i de Materials Polimèrics i Química Tèxtil (POLQUITEX) a les instal·lacions de l’Institut d’Investigació Tèxtil i Cooperació Industrial de Terrassa (INTEXTER) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC).
- El Centre d'Estudis del Risc Tecnològic (CERTEC) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) coordina el projecte European Program for Wildfire-Prepared Communities (FIREPRIME), dissenyat per desenvolupar eines i serveis per a la prevenció d'incendis forestals a Europa i amb l’objectiu de millorar la seguretat a la interfície urbana-forestal, involucrant la comunitat en la seva protecció.
